【正文】 蓄電池充電 。 檢測電路原理如下 :太陽電池同時對兩蓄電池模塊充電 ,同時對它們的端電壓進行監(jiān)測 .設定一個比實 際過充電壓略低的過充電壓值 V, 并據(jù)之對兩模塊粗略地進行過壓檢測 ,當其端壓高于 V 時 ,切斷其中 一個蓄電池模塊 A 的充電回路 ,而對另一個模塊 B 進行涓流充電 ,與此同時啟動定時器 .當過 一段時間 ,模塊A 的端電壓有所降低并能準確地反映電池容量時 ,再對 A 的端壓進行檢測 ,即精確過壓 檢測 .若還未充滿 ,則可接通其充電回路 ,使繼續(xù)充電 。兩個蓄電池的 輪流充放電充分地利用了太陽能源 ,提高 了光伏系統(tǒng)的效率 .但要具體實現(xiàn)上述方案并不容易 ,還需要克服許多理論和技術問題 .如一個蓄電池 的端壓穩(wěn)定時間與蓄電池本身的性能有關 , 該實驗中使用的為鉛酸免維護蓄電池 12V, 12AH, 根據(jù)實驗所測得斷電后得蓄電池端壓的變化曲線 。蓄電池在充滿前其端電壓會產(chǎn)生一個大的跳動 ,使檢測電路產(chǎn)生誤判 。 主要特性如下： 增強型 8051 單片機， 6時鐘 /機器周期和 12時鐘 /機器周期可以任 意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051. 工作電壓： ～ （ 5V 單片機） /～ （ 3V 單片機） 工作頻率范圍： 0～ 40MHz，相當于普通 8051 的 0～ 80MHz，實際工作頻率可達 48MHz 用戶應用程序空間為 8K字節(jié) 片上集成 512 字節(jié) RAM 通用 I/O 口（ 32 個），復位后為： P1/P2/P3/P4 是準雙向口 /弱上拉， P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O口用時，需加上拉電阻。即定時器 T0、 T T2 外部中斷 4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 通用異步串行口（ UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個 UART 工作溫度范圍： 40～ +85℃（工業(yè)級） /0～ 75℃（商業(yè)級） PDIP 封裝 STC89C52RC 單片機的工作模式 掉電模式：典型功耗 A,可由外部中斷喚醒，中斷返 回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序 空閑模式：典型功耗 2mA 正常工作模式：典型功耗 4Ma～ 7mA 掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設備 圖 5 STC89C52RC 引腳圖 STC89C52RC 引腳功能說明 VCC（ 40 引腳）：電源電壓 VSS（ 20 引腳）：接地 P0 端口（ ～ ， 39～ 32 引腳）： P0 口是一個漏極開路的 8 位雙向 I/O基于單片機的太陽能控制器設計 第 9 頁 共 33 頁 口。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也可以提供低 8位地 址和 8 位數(shù)據(jù)的復用總線。在 Flash ROM編程時， P0 端口接收指令字節(jié)；而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。 P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引腳）： P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。對端口寫入 1 時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。 此外， 和 還可以作為定時器 /計數(shù)器 2 的外部技術輸入（ ）和定時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體參見 下表 ： 在對 Flash ROM 編程和程序校驗時， P1 接收低 8 位地址。 P2 的輸 出緩沖器可以驅動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。 P2 作為輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流（ ）。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行“ MOVX R1”指令）時， P2 口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（ SFR）區(qū)中的 P2 寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不會改變。 P3 端口（ ～ ， 10～ 17 引腳）： P3 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。對端口寫入 1 時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。 在對 Flash ROM 編程或程序校驗時， P3 還接收一些控制信號。當輸入連續(xù)兩個機器周期以上高電平時為有效，用來完成單片機單片機的復位初始化操作。特殊寄存器 AUXR（地址 8EH）上的 DISRTO 位可以使此功能無效。 ALE/ （ 30 引腳）：地址鎖存控制信號（ ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。 在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。 如果需要，通過將地址位 8EH 的 SFR 的第 0 位置“ 1”， ALE 操作將無效。否則， ALE 將被微弱拉高。 XTAL1（ 19 引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 特殊功能寄存器 在 STC89C52RC 片內(nèi)存儲器中， 80H～ FFH 共 128 個單元位特殊功能寄存器（ SFR）， SFR 的地址空間如 下表 1 所示。還有相當一部分沒有定義。 不應將“ 1”寫入未定義的單元，由于這些單元在將來的產(chǎn)品中可能賦予新的功能，在這種情況下，復位后這些單元數(shù)值總是“ 0”。 定時器 2 是一個 16 位定時 /計數(shù)器。定時器 2 有 3 種操作模式：捕獲、自動重新裝載（遞增或遞減計數(shù)）和波特率發(fā)生器，這 3 種模式由 T2CON 中的位進行選擇（如表 2 所列） 表 2 特殊功能寄存器 T2CON 的描述 定時器 2 工作方式 RCLK+TCLK CP/ TR2 模式 0 0 1 16 位自動重裝 0 1 1 16 位捕獲 1 X 1 波特率發(fā)生器 X X 0 （關閉） 基于單片機的太陽能控制器設計 第 11 頁 共 33 頁 單片機 STC89C52 的外圍電路和 AD 采集模塊電路圖如圖 6 圖 6 單片機外圍電路及 AD采集模塊 CN3717 應用 電路設計 簡介 CN3717是 PWM降壓模式鉛酸電池充電管理集成電路，獨立對鉛酸電池充電進行自動管理，具有封裝外形小，外圍元器件少和使用簡單等優(yōu)點。在過充電和浮充電模式，充電電壓由外部電阻 分壓網(wǎng)絡設置；在恒流充電模式，充電電流通過一個外部電阻設置。在過充電階段，充電電流逐漸減小，當充電電流降低到外部電阻所設置的值時， CN3717進入浮充電狀態(tài)。當輸入電源掉電或者輸入電壓低于電池電壓時，CN3717自動進入低功耗的睡眠模式。 CN3717采用 16管腳 TSSOP封裝。 其它子程序設計 控制系統(tǒng)流程圖，如圖 13 第 16 頁 共 33 頁 基于單片機的太陽能控制器設計 開 始白 天 ？電 壓 1 3 V電 壓 1 3 . 4 V電 壓 1 4 . 4 V電 壓 1 1 V閉 合 充 電 開 關 K 1 閉 合 放 電 開 關 K 2采 集 蓄 電 池端 電 壓采 集 太 陽 能 電 池 電壓 、 電 流 ， 蓄 電 池端 電 壓低 壓 浮 充 +溫 度 補 償M P P T 控 制算 法初 始 化待 機 延 時過 放 保 護過 充 保 護待 機 延 時恒 壓 充 電YYYYYNNNNN 圖 13 控制系統(tǒng)流程圖 電壓檢測子程序流程圖如圖 14 基于單片機的太陽能控制器設計 第 17 頁 共 33 頁 開 始返 回取 電 池 電 壓 值 1 5 V關 閉 充 電 開 關白 天 ？取 電 池 電 壓 值 1 3 . 2 V 1 3 . 2 V 1 1 V打 開負 載 開 關關 閉 負 載 開 關調 用浮 充 程 序調 用均 充 程 序調 用預 充 程 序低 于 1 1 V ? 圖 14 電壓檢測子程序流程圖 5 系統(tǒng)調試及結果分析 系統(tǒng)實際制作 圖 15 電路板實際焊接效果圖 第 18 頁 共 33 頁 基于單片機的太陽能控制器設計 圖 16 整體系統(tǒng)運行演示圖 調試結果 采用 KeilC51 編譯器進行源程序編譯及仿真 調試，同時進行硬件電路板的設計制作 。 6 系統(tǒng)總圖及程序 系統(tǒng)總圖及程序見附錄 A、 B。本設計做出的實物能很好的實現(xiàn)預期功能，設計簡單明了，易于推廣。希望我的設計能夠為這種趨勢的推進起到一定作用，讓太陽能的利用更加容易實現(xiàn)。馬老師從專業(yè)角度給了我很多指引，這讓我學到很多知識 ：除了在單片機應用方面學到如何用單片機進行一些簡單電路的設計外，還 熟練掌握了用 PROTEL 畫電路原理圖，了解了 PCB 板的設計及制作流程，并在馬老師 和本專業(yè)同學的 幫助下制出了本次設計的 PCB 板 。另外 我 還 要感謝 其它老師以及同學們在這次畢業(yè)設計中給我提供的資料以及幫助。 CN3717。Charge and Discharge 第 22 頁 共 33 頁 基于單片機的太陽能控制器設計 123456A B C D654321DCBATitleNumberRevisionSizeCDate:7Jun2013 Sheet of File:G:\ZhQFeng`s Design.ddbDrawn By:C10610uFC102100uFC103470pFC104220nFC105100nFC7R1011KR1051KRCS0.06R107120KR6R104120R10310KR10210KBATD101D102D103D104M1L10130uHC10110uFCN3717應用電路單片機外圍電路及電壓采集模塊CRYSTALR20210KR20310KDBAT+VG1D RV16G N D3PG N D2VCC15CHRG4DONE5TEMP6EOC7CSP13BAT14NC12FB10COM29COM18COM311U?CN3717Vin1Vout2A d j3LM317B A T +P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.010P3.111P3.212P3.313P3.414P3.515P3.616P3.717XTAL218XTAL119VSS20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE/PROG30EA31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.03